Kaynak:solliance.eu
Soldan sağa: Yifeng Zhao (TU-Delft), Mehrdad Najafi (TNO), Valerio Zardetto (TNO) ve Dong Zhang (TNO) (fotoğraf Niels van Loon)
EINDHOVEN, 26 Eylül 2022 – Solliance'ın ortakları TNO, TU Eindhoven, imec ve TU Delft, tandem güneş pillerinin dönüşüm verimliliğini günümüzün ticari fotovoltaik (PV) modüllerinin sınırlarının ötesine taşımak için güçlerini birleştirdi. İlk kez, sertifikalı üst hücreye sahip dört terminalli perovskite/silikon tandem cihazları yüzde 30'luk bariyeri geçiyor. Bu yüksek verimlilik, metrekare başına daha fazla güç ve kWh başına daha az maliyet sağlar. Sonuç, Milano'daki 8. Dünya Fotovoltaik Enerji Dönüşümü Konferansı (WCPEC-8) sırasında sunuldu ve ortaya çıkan perovskite güneş pili ile geleneksel silikon güneş pili teknolojilerinin birleştirilmesiyle elde edildi. Saydam kontaklara sahip olan ve tandem yığınının bir parçası olan perovskite hücre, bağımsız olarak onaylanmıştır.
Ek olarak, yüksek güç yoğunluğunun elde edilmesi, bu güneş pillerini inşaat ve yapı elemanlarına entegre etmek için daha fazla fırsat yaratacak, böylece daha fazla mevcut yüzey alanı PV modülleri ile kaplanabilir. Bu nedenle yüzde 30 bariyerini kırmak, enerji geçişini hızlandırmak ve fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltarak enerji güvenliğini iyileştirmek için büyük bir adımdır.
HER İKİ DÜNYANIN EN İYİSİ
Tandem cihazlar, güneş spektrumunun daha iyi kullanılması nedeniyle tek eklemli güneş pillerinden daha yüksek verimliliğe ulaşabilir. Halihazırda ortaya çıkan tandemler, alt cihaz için ticari silikon teknolojisini perovskite teknolojisiyle birleştirir: ikincisi, ultraviyole ve görünür ışığın yüksek verimli dönüşümüne ve yakın kızılötesi ışığa mükemmel şeffaflığa sahiptir. Dört terminalli (4T) tandem cihazlarda üst ve alt hücreler birbirinden bağımsız olarak çalışır ve bu tür cihazlarda farklı alt hücrelerin uygulanmasını mümkün kılar. Ticari PERC teknolojisinin yanı sıra heterojunction veya TOPCon gibi birinci sınıf teknolojiler veya CIGS gibi ince film teknolojisi, güneş pillerinde neredeyse hiç değişiklik yapılmadan 4T tandem cihazında uygulanabilir. Ayrıca, dört terminalli mimari, enerji verimini daha da artırmak için iki yüzeyli tandemlerin uygulanmasını kolaylaştırır.
Hollanda ve Belçika'dan araştırmacılar, ESTI (İtalya) tarafından onaylanan 3×3 mm2 alana sahip yarı saydam perovskite hücrelerin verimliliğini yüzde 19,7'ye kadar başarıyla geliştirdiler. "Bu tür güneş pili, yakın kızılötesi ışığın yüzde 93'ünden fazlasının alt cihaza ulaşmasına izin veren oldukça şeffaf bir arka kontağa sahiptir. Bu performans, yarı saydam perovskit güneş pillerinin tüm katmanlarını gelişmiş optik ve elektrik simülasyonları kullanarak optimize ederek elde edildi. laboratuvardaki deneysel çalışma için bir rehber olarak." TNO'dan Dr Mehrdad Najafi diyor. Yifeng Zhao, "Silikon cihaz, optimize edilmiş yüzey pasivasyonu, şeffaf iletken oksitler ve son teknoloji taşıyıcı ekstraksiyonu için Cu kaplamalı ön kontaklar içeren 20 × 20- mm2 genişliğinde, heterojonksiyonlu bir güneş pilidir" diyor. Sonuçları yakın zamanda hakemler tarafından gözden geçirilen TU Delft. Perovskitin altına optik olarak yığılmış silikon cihaz, toplam güneş enerjisi dönüşümüne yüzde 10,4 verimlilik puanı ile katkıda bulunuyor.
Toplamda, yüzde 30,1, bağımsız çalışan bu alanla eşleşmeyen 4T tandem cihazlarının dönüştürme verimliliğidir. Bu dünyanın en iyi verimliliği, genel kabul görmüş prosedürlere göre ölçülür.
DÖRT TERMİNAL TANDEM PV MODÜLÜNÜN GELECEĞİ
Hepsi bu kadar değil, bu son derece şeffaf perovskit hücreyi, arka temas (metal sargılı ve iç içe geçmiş arka temas hücreleri) ve TOPCon güneş pilleri gibi diğer silikon bazlı teknolojilerle birleştirmek de yüzde 30'a yaklaşan dönüşüm verimliliği sağladı. Bu, son derece şeffaf perovskit güneş pillerinin potansiyelini ve halihazırda ticarileştirilmiş teknolojilerle birleştirilme esnekliğini göstermektedir.
Çok sayıda yerleşik teknolojide elde edilen bu dünyanın en iyi verimlilikleri, endüstriyel dağıtıma yönelik bir başka kilometre taşıdır. "Artık bileşenleri biliyoruz ve yüzde 30'un üzerinde verimliliğe ulaşmak için gereken katmanları kontrol edebiliyoruz. Malzeme ve süreçleri geniş bir alana getirmek için geçmiş yıllarda toplanan ölçeklenebilirlik uzmanlığı ve bilgisiyle birleştiğinde, kendi gücümüzle odaklanabiliriz. yüzde 30'un üzerinde verimlilikle bu teknolojiyi seri üretime getirmek için endüstriyel ortaklar" diyor TNO Tandem PV teknolojisi ve uygulaması Program Müdürü Prof. Gianluca Coletti.
